電爐鋼包采用剛玉-尖晶石代替鋁鎂碳磚的應(yīng)用實(shí)踐
電爐鋼包具有苛刻的使用工況:出鋼溫度高(1640~1690℃),鋼種多達(dá)1000種,渣系堿度范圍大(n(CaO)/n(SiO2)=0.5~5),精煉時(shí)間長(zhǎng)(120~150min),加熱功率大等,其包底工作層長(zhǎng)期以來采用鋁鎂碳磚、鋁尖晶石碳磚、鎂碳磚等含碳機(jī)壓磚砌筑。然而,按照超低碳鋼和高品質(zhì)鋼種冶煉的要求,鋼水爐外精煉比例增加,冶煉時(shí)間變長(zhǎng),導(dǎo)致鋼水溫度升高,在鋼包中的停留時(shí)間延長(zhǎng),這對(duì)鋼包用耐火材料的要求越來越高。
剛玉-尖晶石澆注料以其良好的抗堿性渣侵蝕性和優(yōu)異的高溫力學(xué)性能等被廣泛應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐鋼包渣線以下的工作層。將預(yù)合成或原位生成的鎂鋁尖晶石引入剛玉質(zhì)澆注料中,主要是為了提高抗渣性和改善高溫力學(xué)性能。預(yù)合成的鎂鋁尖晶石具有更大的晶粒尺寸,良好的化學(xué)穩(wěn)定性和低的溶解度,以及優(yōu)異的體積穩(wěn)定性,特別適合用在高溫高壓的鋼包底部。為此,寶鋼電爐煉鋼廠決定試用剛玉-尖晶石澆注料取代正常使用的鋁鎂碳磚,用于圓方坯生產(chǎn)線的鋼包包底工作層。
澆注包底和磚砌包底的主要差異:
1)澆注包底的周轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)約24~38h,施工時(shí)間2h,養(yǎng)護(hù)時(shí)間16h,烘烤時(shí)間36h;磚砌包底施工時(shí)間4h,烘烤時(shí)間12~24h。
2)維修模式調(diào)整,磚砌鋼包中修時(shí),需更換全部包底工作襯,包括包底鋁鎂碳磚;而澆注鋼包維修時(shí),只需更換透氣磚、水口和修補(bǔ)沖擊區(qū)。
將剛玉-尖晶石澆注料應(yīng)用于寶鋼電爐圓方坯生產(chǎn)線150t鋼包包底工作層部位(13#和8#鋼包),加水量5.0%~5.5%(w),流動(dòng)值180~220mm,攪拌時(shí)間3~5min,采用振動(dòng)棒振動(dòng)排氣,總施工時(shí)間1~2h。
兩個(gè)澆注鋼包包底大修時(shí)使用壽命分別為92爐和91爐(正常下線)。澆注鋼包和磚砌鋼包大修時(shí)各區(qū)域殘厚見表2。由表可知,澆注鋼包包底使用時(shí)只存在細(xì)微裂紋,大修下線時(shí)損毀最嚴(yán)重區(qū)域在包底沖擊區(qū)部位,但殘余厚度>100mm。而磚砌包底中修時(shí)更換全部包底工作層。由此可見,剛玉-尖晶石澆注料能夠滿足電爐圓方坯生產(chǎn)線鋼包的使用工況,并且具有更優(yōu)的使用壽命。
與磚砌包底相比,鋼包包底采用整體澆注具有以下優(yōu)點(diǎn):1)包底工作層磚縫減少,降低包底開裂和沿磚縫滲冷鋼概率,提高鋼包使用的安全性。2)加強(qiáng)了包底工作層氣密性和整體性,減少透氣磚“側(cè)吹”概率,降低因透氣磚異常而下線的概率,安全性提高。3)使用中后期,不會(huì)存在因磚縫逐漸增大造成磚體異常脫落的情況。4)機(jī)械施工,便于操作,降低勞動(dòng)強(qiáng)度。5)中修無需更換全部包底工作層,采用修補(bǔ)料維護(hù)包底沖擊區(qū),耐火材料消耗降低。